TFG
Diseño de una Instalación Fotovoltaica de Autoconsumo con Conexión a Red en la Cubierta de una Biblioteca
Carlos Revenga Alonso
Año: 2021
Titulación:
Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
Tutor/Tutores:
Pablo García-Linares Fontes
María Camino Villacorta
OBJETIVOS
El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) se redacta con el principal objetivo de la finalización de los estudios en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática, de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial (ETSIDI) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
Para llevar a cabo dicho objetivo, en este Proyecto se realiza el cálculo y dimensionado de los elementos necesarios en una instalación fotovoltaica situada en la cubierta de una biblioteca en Madrid, con el fin de cubrir la mayor parte del consumo que presenta este emplazamiento, consiguiendo de esa manera contribuir a la reducción de emisiones de efecto invernadero y obteniendo, además, el máximo beneficio en su factura eléctrica en los próximos años. Por tanto, se lleva a cabo un estudio de la normativa actual para este tipo de instalaciones y se realiza un análisis detallado de la Biblioteca Municipal José Hierro de la ciudad de Madrid a partir del modelado 3D del emplazamiento, para una mejor comprensión de la superficie aprovechable.
De esta forma, mediante una comparación de dos propuestas de diseño realizadas, se escoge el dimensionamiento óptimo en términos energéticos y de rentabilidad económica. Por último, se recoge un estudio económico del diseño finalmente escogido con el propósito de determinar su viabilidad.
ABSTRACT
La necesidad de cumplir con los objetivos establecidos por la Comisión Europea para el año 2030, entre los que se encuentra la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero con respecto a 1990, implica un reemplazo progresivo de los combustibles fósiles por fuentes de energías renovables. La energía solar fotovoltaica es una tecnología que, por su modularidad, permite, además de la instalación de grandes generadores, las instalaciones de autoconsumo integradas en edificios. En España, esta modalidad se ve regulada por el Real Decreto 244/2019, el cual supone un espaldarazo para el desarrollo de esta tecnología, especialmente, respecto al marco regulatorio anterior.
En este documento se propone el cálculo y dimensionamiento de una instalación fotovoltaica en la cubierta de una biblioteca en Madrid. Se realiza un estudio del potencial fotovoltaico del emplazamiento mediante el empleo de la herramienta software de diseño gráfico SketchUp, a partir de la cual se modela la Biblioteca Municipal José Hierro, con el fin de conocer las limitaciones en cuanto a superficie aprovechable de la cubierta. Además, se realiza un estudio de las sombras proyectadas sobre la cubierta por diferentes elementos en función de la posición del sol.
Por otro lado, dada la falta de acceso a datos reales de consumo eléctrico del emplazamiento, se realiza una estimación de la curva de consumo diaria y anual a partir de los diferentes equipos típicos, así como los usos habituales de una biblioteca pública.
De esta forma, mediante la realización de un análisis detallado de los componentes de la instalación fotovoltaica, se plantean dos diseños diferentes. La solución óptima se obtiene a partir de una comparación energética y de rentabilidad económica de ambas propuestas, con los datos obtenidos en las simulaciones realizadas con la herramienta de PVSyst y con la estimación del consumo eléctrico realizada.
Por último, para el diseño óptimo de la instalación en ese emplazamiento, se realiza un presupuesto y un estudio económico de la factura eléctrica del mismo considerando la instalación, lo cual permite analizar la viabilidad del Proyecto.
Palabras clave: Instalación fotovoltaica, consumo eléctrico, autoconsumo, emplazamiento, dimensionamiento, estudio de sombras, modelado 3D, presupuesto, estudio energético, viabilidad.
